左手材料物理特性在微帶天線中的應(yīng)用.pdf

1、負折射率介質(zhì)材料(Left Handed Material,LHM)作為一種介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時為負的人工電磁材料,近年來受到國內(nèi)外研究工作者的廣泛關(guān)注。由于電磁波在該種材料中傳播時,電場、磁場、波矢量構(gòu)成左手螺旋定則,故而得名“左手材料”。左手材料具有很多有異于普通自然材料的反常特性,如后向波效應(yīng)、負折射效應(yīng)、倏逝波放大效應(yīng)等,利用這些特性,結(jié)合微帶天線的結(jié)構(gòu),可以將其用于制作基于左手材料的高性能天線。本文研究了不同結(jié)構(gòu)(矩形開口環(huán)和

2、圓形開口環(huán))的左手材料特性及其在微帶天線中的應(yīng)用。
　　 本文首先簡要地介紹了左手材料與微帶天線的相關(guān)理論和研究方法,之后,從左手材料的結(jié)構(gòu)模型入手,結(jié)合人工制備的新型開口諧振環(huán)(SRR)左手材料,進一步研究設(shè)計了基于矩形開口環(huán)復(fù)合微帶天線和基于圓形開口環(huán)復(fù)合微帶天線。結(jié)果表明,本文所設(shè)計的左手材料對微帶天線的某些性能具有改善作用,例如,可以改善天線的阻抗匹配、增加天線的阻抗帶寬和提高天線的輻射增益等。作者的工作主要包括以下幾個

3、方面:
　　 (1)根據(jù)左手材料的理論分析模型,以接地板腐刻金屬條嵌套周期矩形開口環(huán)結(jié)構(gòu)組成左手材料結(jié)構(gòu)模型,設(shè)計了基于矩形開口環(huán)復(fù)合微帶天線,此復(fù)合天線較普通微帶天線尺寸減小24.46％,全向增益也提高了2.28dB,表明所設(shè)計的左手材料對于天線小型化具有較大的改進作用。
　　 (2)分析了圓形開口環(huán)左手材料結(jié)構(gòu),在普通微帶天線的上方放置左手材料覆層構(gòu)成基于圓形開口環(huán)高增益復(fù)合微帶天線,復(fù)合天線的的最大增益為13.67